DE3331508A1 - Self locking hydraulics for the movement of jig-and-fixture and machine parts - Google Patents

Self locking hydraulics for the movement of jig-and-fixture and machine parts

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Abstract

In order to achieve a "self locking" of a hydraulic piston (1), which is intended to move machine jig-and-fixture parts, in the hydraulic cylinder (3), without in so doing having to use an additional, separately controlled pressure medium, it is proposed to arrange tangential pairs of spring steel tapered sleeves (6 - 7) and (8 - 9) at both ends of the hydraulic piston, the inner rings (6) and (8) each being firmly shrunk onto the piston, and the outer rings (7) and (9) being pressed by springs (12), which are supported in the piston, in the direction of the piston end onto the wall of the hydraulic cylinder. By alternating admission of pressure medium to the end faces of the piston, the outer sleeves are moved against the spring force, thereby releasing the braking grip on the cylinder wall, on that facing the pressure medium by means of the medium itself, on that remote from the pressure medium by the friction force on the cylinder or alternatively also by means of the pressure medium, in that the inner sleeves are mounted on sliding bushes (20) guided in the piston, which bushes are braced with one another by pushrods (22), which run through corresponding bores in the piston. <IMAGE>

Description

j, 3331503 j, 3331503

Dipl.-Ing. Rudolf Oertel
Betratender Ingenieur für GroßpumpenDipl.-Ing. Rudolf Oertel
Entering engineer for large pumps

Hochheim, den 2. August 1983Hochheim, August 2, 1983

Selbsthemmende Hydraulik zum Bewegen von Vorrichtungs- und MaschinenteilenSelf-locking hydraulics for moving fixtures and machine parts

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hydraulik zum Bewegen von Vorrichtungs- und Maschinenteil en,~z. B. Leit- oder Laufschaufeln von Kaplanpumpen oder -turbinen, bei der außerhalb des Arbeitsalso Bewegungsvorganges der Hydraulikkolben im Hydraulikzylinder durch federbelastete Stel1 elemente festgebremst ist und beim Arbeits- also Bewegungsvorgang diese Stel1 elemente durch das Druckmedium selbst gelöst werden.The invention relates to a hydraulic system for moving device and machine parts, e.g. B. guide vanes or blades Kaplan pumps or turbines, when outside of work Movement process of the hydraulic piston in the hydraulic cylinder is braked by spring-loaded actuating elements and when Work, i.e. movement process, these actuating elements through the Print medium itself can be solved.

Es ist bekannt, Hydraulikkolben nach dem Arbeitshub in der jeweiligen Stellung dadurch zu fixieren, -daß das Volumen des Arbeitsmediums z. B. Hydrauliköl konstant gehalten wird. Wegen zwangsläufiger Lässigkeitsverluste ist dies jedoch normalerweise nur durch überwachung des Öldrucks auf beiden Seiten des Hydraulikkolbens möglich. Es ist auch bekannt, nach der Bewegung des Kolben diesen bzw. das die Bewegung übertragende Gestänge festzubremsen, z. B. durch eine Hydraulikbremse. Diese muß jedoch dann absolut synchron mit der Kolbenbewegung gesteuert werden. Beide Lösungen bedeuten größeren konstruktiven Aufwand.It is known that hydraulic pistons after the working stroke in the respective To fix position thereby, -that the volume of the working medium z. B. hydraulic oil is kept constant. Because of inevitable However, leakage is usually only through monitoring of the oil pressure is possible on both sides of the hydraulic piston. It is also known to brake after the movement of the piston or the linkage transmitting the movement, for. B. by a Hydraulic brake. However, this must then be absolutely synchronous with the Piston movement can be controlled. Both solutions mean greater constructive effort.

Durch die hier vorgeschlagene"selbsthemmende" Hydraulik werden erfindungsgemäß diese Nachteile beseitigt. Durch Anordnung von Tangential-Konushlilsenpaare aus Federstahl (6/8) und (7/9) an den Umfangsflachen der beiden Kolbenenden einer doppelseitig beaufschlagten Hydraulik, wobei die Innenhülsen (6/8) axial fest auf dem Kolben montiert sind und die Außenhülsen (7/9) durch eine Anpreßfeder (12) auf die innere Hülse aufgeschoben wird, ist der Kolben außerhalb des Bewegungsvorgangs festgebremst. Beim Bewegungsvorgang werden diese äußeren Hülsen'(7/9) auf der einen Seite über einenan der Stirnfläche des Kolbens axial beweglich montiertenThe "self-locking" hydraulics proposed here according to the invention eliminates these disadvantages. By arranging tangential cone sleeve pairs made of spring steel (6/8) and (7/9) the circumferential surfaces of the two piston ends one on both sides acted upon hydraulics, the inner sleeves (6/8) are axially fixed on the piston and the outer sleeves (7/9) by a The pressure spring (12) is pushed onto the inner sleeve, the piston is braked outside of the movement process. During the movement process these outer sleeves' (7/9) are mounted on one side so as to be axially movable via one on the end face of the piston

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33315033331503

Druckteller (14) bzw. (15) durch das Hydrauliköl selbst und auf der anderen Seite durch die Reibkraft zwischen dieser Hülse und der Zylinderwand zurückgeschoben und so die Festbremsung des Kolbens vor Beginn des Hubs aufgehoben. Auf der zweiten Seite kann das Konushülsenpaar auch dadurch auseinandergezogen werden, daß die innere Hülse (7/9) synchron mit der Bewegung der äußeren Hülse (6/8) der ersten Seite verschoben wird.Pressure plate (14) or (15) through the hydraulic oil itself and on the other side pushed back by the frictional force between this sleeve and the cylinder wall and so the braking of the piston canceled before the start of the stroke. On the second side, the pair of conical sleeves can also be pulled apart as a result be that the inner sleeve (7/9) is moved synchronously with the movement of the outer sleeve (6/8) of the first side.

Die Erfindung ist in Skizze 1 näher erläutert. Eine Hydraulik soll bei einer Kaplanpumpe oder -turbine die Schaufelanstellung der Lauf- und/oder Leitschaufeln über eine am Hydraulikkolben (1) befestigten Stanqe (2) ändern, wobei der Hydraulikzylinder (3) mit dem nicht gezeichneten Lauf- bzw. Leitapparatgehäuse über Halterungen (4) verbunden sind. Das Hydrauliköl wird den jeweiligen Druckräumen des Zylinders durch Ulzuführungsrohre (5) stirnseitig zugeführt, über die beiden Enden des Kolbens sind ein (6) und (7) oder hintereinander angeordnet mehrere (8) und (9) Tangential-Konushülsenpaare aus Federstahl aufgezogen, wobei jeweils die inneren Konushülsen (6/8) mit Halteringen (10) auf dem Kolben gegen axiale Verschiebung gesichert sind und die äußeren (7/9), wahlweise geschlitzt, über Druckbuchsen (11) durch eine oder mehrere Tellerfedern (12) auf die inneren Hülsen aufgeschoben und damit gegen die Zylinderwand gepreßt werden. Auf den der Feder abgewandten Stirnflächen dieser äußeren Konushülsen sitzen bündig Druckteller (14) mit gleichem Außendurchmesser wie der Kolben, geführt durch entsprechende zentrische Bohrungen der Kolbenstirnfläche und dort mit O-Ringen (16) abgedichtet. In Axial richtung sind beide Druckteller mit dem entsprechenden Spiel für die Entlastungsbewegung der äußeren Konushülsen durch Stellschrauben (17) fixiert.The invention is explained in more detail in sketch 1. Hydraulics should in the case of a Kaplan pump or turbine, the blade pitch of the Rotating and / or guide vanes via one on the hydraulic piston (1) change the attached rod (2), whereby the hydraulic cylinder (3) are connected to the barrel or diffuser housing (not shown) via brackets (4). The hydraulic oil is the respective Pressure chambers of the cylinder through Ulzuführungsrohre (5) on the front side fed, over the two ends of the piston are a (6) and (7) or several (8) and (9) tangential cone sleeve pairs arranged one behind the other drawn from spring steel, with the inner conical sleeves (6/8) with retaining rings (10) on the piston are secured against axial displacement and the outer (7/9), optionally slotted, via pressure sleeves (11) by an or several disc springs (12) are pushed onto the inner sleeves and thus pressed against the cylinder wall. On the the The end faces of these outer conical sleeves facing away from the spring sit flush with the pressure plate (14) with the same outer diameter as the Piston, guided through corresponding central bores in the piston face and sealed there with O-rings (16). In Axial direction are both pressure plates with the appropriate play for the relief movement of the outer cone sleeves Adjusting screws (17) fixed.

Ein weiteres Beispiel, siehe Skizze II, zeigt wiederum die ölhydraulik für eine Lauf- oder Leitapparatverstellung von Kaplanpumpen oder -turbinen. Das Hydrauliköl wird hier jedoch nur einer Stirnfläche des Hydraulikzylinders zugeführt. Dabei ragt das öl zuführungsrohr (5) für die obere Druckkammer in den Zylinderraum hinein und gleitet dichtend in einer entsprechenden zentrischen Bohrung des Kolbens (1). Die zentrische Bohrung des unteren Drucktellers (15) ist entsprechend aufgebohrt.Another example, see sketch II, again shows the oil hydraulics for a barrel or diffuser adjustment of Kaplan pumps or turbines. Here, however, the hydraulic oil is only fed to one end face of the hydraulic cylinder. The oil supply pipe protrudes (5) for the upper pressure chamber into the cylinder space and slides sealingly in a corresponding central one Bore of the piston (1). The central bore of the lower pressure plate (15) is drilled out accordingly.

Das ül für die untere Druckkammer gelangt über ein das Rohr (5) umhüllendes größeres Druckrohr (19) dorthin. Außerdem ist der Hydraulikzylinder (3) zweigeteilt um die Möglichkeit zu bekommen, den Hydraulikkolben (1) über einen an ihm befestigten Teller (2), mit den nicht gezeichneten Verstellteilen zu verbinden. Ferner sind die inneren Konushülsen (6/8) auf eine Schiebemuffe (20) aufgezogen und dort wiederum mit Halteringen (10) axial fixiert. Die Schiebemuffen sind wiederum in einer entsprechenden zentrischen Bohrung des Hydraulikkolbens (1) mit dem gleichen Spiel wie die Druckkörper (14) bzw. (15) axial geführt und dort mit Ringdichtungen (21) abgedichtet. Durch entsprechende Bohrungen des Hydraulikkolbens und der Schiebemuffe im gleichen Teilkreis sind jeweils abwechselnd die beiden Druckteller über Druckstangen (22) miteinander starr verbunden und entsprechend der erforderlichen Vorspannung der Anpreßfedern (12) vorgespannt.The oil for the lower pressure chamber comes through a pipe (5) enveloping larger pressure pipe (19) there. In addition, the hydraulic cylinder (3) is divided into two parts to allow to connect the hydraulic piston (1) via a plate (2) attached to it with the adjustment parts (not shown). Further the inner conical sleeves (6/8) are pulled onto a sliding sleeve (20) and there in turn are axially fixed with retaining rings (10). The sliding sleeves are in turn in a corresponding central bore of the hydraulic piston (1) with the same play as the Pressure body (14) or (15) guided axially and sealed there with ring seals (21). Corresponding holes in the Hydraulic piston and the sliding sleeve in the same pitch circle the two pressure plates are alternately rigidly connected to one another via pressure rods (22) and according to the required The pressure springs (12) are pretensioned.

Dipl.-Ing. Rudolf Oertel Beratender Ingenieur für GroßpumpenDipl.-Ing. Rudolf Oertel Consulting engineer for large pumps

Hochheim, den 2. August 1983Hochheim, August 2, 1983

Tei 1 nummernverzeichni sPart 1 directory of numbers

1 Hydraulikkolben1 hydraulic piston

2 KoIbenhalterung2 piston holder

3 Hydraulikzylinder3 hydraulic cylinders

4 ZyIinderhalterung4 cylinder holder

5 öl zuführungsrohr5 oil supply tube

6 Einteilige innere Konushülse6 One-piece inner cone sleeve

7 Einteilige äußere Konushülse7 One-piece outer conical sleeve

8 Mehrteilige innere Konushülse8 Multi-part inner conical sleeve

9 Mehrteilige äußere Konushülse9 Multi-part outer conical sleeve

10 Halteringe der inneren Konushülsen10 retaining rings for the inner conical sleeves

11 Druckbuchse11 pressure socket

12 Anpreßfeder12 pressure spring

13 Kolbendichtungsringe13 piston sealing rings

14 Druckteller14 pressure plates

15 Druckteller15 pressure plates

16 Dichtungsringe der Druckteller16 sealing rings of the pressure plate

17 Stellschraube17 adjusting screw

18 Dichtungsringe der Stellschraube18 sealing rings of the adjusting screw

19 Äußeres Ölzuführungsrohr19 Outer oil supply pipe

20 Schiebemuffe20 sliding sleeve

21 Dichtungsringe für Schiebemuffe21 Sealing rings for sliding sleeve

22 Druckstangen22 push rods

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Claims (3)

Dipl.-Ing. Rudolf Oertel ;/ . "■ ο q ο i c. η οDipl.-Ing. Rudolf Oertel ; /. "■ ο q ο i c. Η ο Beratender Ingenieur für GroßpumpenConsulting engineer for large pumps Hochheim, den 2. August 1983Hochheim, August 2, 1983 PatentansprücheClaims Λ
Γ\.) Hydraulik zum Bewegen und Fixieren von Vorrichtungs- oder Λ
Γ \ .) Hydraulics for moving and fixing fixtures or ^—^ Maschinenteilen z. B. von Lauf- oder Leitapparatschaufeln von Kaplanpumpen oder -turbinen, wobei z. B. der Hydraulikzylinder (3) starr mit dem Gehäuse von Laufrad oder Leitapparat und der Hydraulikkolben (1) mit den entsprechenden Verstell teilen, jeweils über eine entsprechende Halterung (2) bzw. (4) verbunden ist, und das Arbeitsmedium, z. B. Hydrauliköl über ölzuführungsrohre (5) den Hydraulikzylinder stirnseitig zugeführt wird dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Mantelfläche der beiden Kolbenenden und der Zylinderwand je ein (8) und (9) oder mehrere (6) und (7) hintereinander angeordnete Tangential-Konushülsenpaare aus Federstahl montiert sind, die im Stillstand der Hydraulik durch eine Andrückfeder z. B. Tellerfeder (12) durch axiales Verschieben der Außenhülse (7/9) gegen die z. B. durch Halteringe (10) starr auf dem Kolben befestigten Innenhülse (6/8) so in einandergeschoben werden, daß das Konushülsenpaar den Kolben im Zylinder gegen jede Belastung festbremst und beim Bewegungsvorgang wieder so weit auseinandergerückt werden, daß der Kolben sich frei im Zylinder bewegen kann, in Bewegungsrichtung bewirkt durch entsprechendes axiales Verschieben der Außenhülsen (7/9) durch Beaufschlagen der stirnseitigen an den Kolbenenden axial beweglich, montierten Druckteller (14) durch das Drucköl, wobei sich diese auf der federabgewandten Seite der äußeren Konushülsen abstützen, und gegen die Bewegungsrichtung durch die verbleibende Differenzkraft zwischen der Reibung der Ruhe und Bewegung von Außenhülse und Zylinderwand. ^ - ^ machine parts z. B. of rotor or diffuser blades of Kaplan pumps or turbines, with z. B. the hydraulic cylinder (3) rigidly with the housing of the impeller or diffuser and the hydraulic piston (1) share with the corresponding adjustment, each via a corresponding bracket (2) or (4) is connected, and the working medium, eg. B. hydraulic oil via oil supply pipes (5) the hydraulic cylinder at the front is characterized in that between the outer surface of the two piston ends and the cylinder wall each one (8) and (9) or several (6) and (7) tangential cone sleeve pairs arranged one behind the other Spring steel are mounted, which when the hydraulic system is at a standstill by a pressure spring z. B. disc spring (12) by axially moving the outer sleeve (7/9) against the z. B. by retaining rings (10) rigidly attached to the piston inner sleeve (6/8) are pushed into each other so that the pair of cone sleeves brakes the piston in the cylinder against any load and are moved so far apart again during the movement process that the piston is free in the cylinder can move, in the direction of movement caused by corresponding axial displacement of the outer sleeves (7/9) by applying the pressure plate (14) mounted on the piston ends to be axially movable, supported by the pressure oil on the side of the outer conical sleeves facing away from the spring, and against the direction of movement due to the remaining differential force between the friction of rest and movement of the outer sleeve and cylinder wall. 2. Hydraulik gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß beim Bewegungsvorgang das Drucköl gleichzeitig beide Tangential-Konushülsenpaare auseinandergeschoben werden, z. B. dadurch bewirkt, daß die inneren Konushülsen (6/8) auf einer an den . Kolbenenden2. Hydraulics according to claim 1, characterized in that the movement process the pressure oil are pushed apart at the same time both tangential cone sleeve pairs, z. B. causes that the inner cone sleeves (6/8) on one to the. Piston ends - ■"-'" ": " "-:- 3331 503- ■ "- '"" : ""- : - 3331 503 axial geführten Schiebemuffe (20) starr montiert sind und diese, über Druckstangen (22) die durch entsprechende Bohrungen in
dem Kolben und der Schiebemuffe geführt werden, jeweils mit den
Drucktellern (14) bzw. (15) verbunden und gegendie jeweilige
■Anpreßfeder (12) verspannt sind.axially guided sliding sleeve (20) are rigidly mounted and these, via push rods (22) through corresponding holes in
the piston and the sliding sleeve, each with the
Pressure plates (14) or (15) connected and against the respective
■ The pressure spring (12) are under tension. 3. Hydraulik gemäß Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Konushülsen (7/9) geschlitzt sind.3. Hydraulics according to claim 1 and 2, characterized in that the outer cone sleeves (7/9) are slotted.
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